反應堆熱工課程設計研究論文
摘要：任務(wù)驅動(dòng)法是一種以任務(wù)為主線(xiàn)，以學(xué)生為主體的教學(xué)方法。本文結合反應堆熱工課程設計的教學(xué)實(shí)踐，探討任務(wù)驅動(dòng)法在課程設計中的應用。并以“壓水堆堆芯單通道穩態(tài)熱工分析”為例，通過(guò)科學(xué)設計課程任務(wù)、合理設置實(shí)施方案和有效優(yōu)化評價(jià)體系三個(gè)過(guò)程，闡述任務(wù)驅動(dòng)法在反應堆熱工課程設計中的應用。結果表明不僅有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力，還能培養學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，充分發(fā)掘學(xué)生的創(chuàng )造潛能。
關(guān)鍵詞：任務(wù)驅動(dòng)法；反應堆熱工；課程設計
引言
近年來(lái)，核電技術(shù)的迅速拓展及深入對高校核電技術(shù)人才培養提出了更高的要求。培養學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新能力已成高校人才培養的主要目標。課程設計是提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng )新能力的重要途徑。我校針對核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)反應堆工程方向開(kāi)設反應堆熱工課程設計，該課程以我校核能與核技術(shù)工程國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心為依托，是我校培養核專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng )新精神的重要手段。傳統反應堆課程設計教學(xué)是以教師為主的手把手式的教學(xué)模式，不能充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造潛能。采用任務(wù)驅動(dòng)教學(xué)法，明確“任務(wù)”的目標性和教學(xué)情境的創(chuàng )建，使學(xué)生帶著(zhù)真實(shí)任務(wù)在探索中學(xué)習，從而培養出獨立探索、勇于開(kāi)拓進(jìn)取的自學(xué)能力。
一、反應堆熱工課程設計的任務(wù)
“反應堆熱工課程設計”是我校在《反應堆熱工》理論課程學(xué)習后開(kāi)展的一門(mén)獨立課程。該課程的任務(wù)主要包含以下幾點(diǎn)：其一，以反應堆相關(guān)理論知識為基礎，建立符合課程設計任務(wù)要求的熱工模型；其二，強調利用數學(xué)思維解決問(wèn)題，引導學(xué)生學(xué)習先進(jìn)數值模擬方法，其三，以我校國家級核能與核技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心為依托，利用各種編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)求解程序，完成題目?jì)热�、分析對比、撰�?xiě)報告。以“壓水堆堆芯單通道穩態(tài)熱工分析”為例，其主要任務(wù)包含：利用壓水堆堆芯單通道相關(guān)理論知識，建立堆芯單通道穩態(tài)模型，采用數值計算方法如四階龍格庫塔方法求解模型方程組，最后開(kāi)展計算分析并撰寫(xiě)報告。目的是培養學(xué)生綜合運用反應堆熱工相關(guān)知識，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養研究性思維和創(chuàng )新能力，獲取新的知識和經(jīng)驗。
二、任務(wù)驅動(dòng)法的實(shí)踐
“任務(wù)驅動(dòng)法”教學(xué)是“以任務(wù)為主線(xiàn)，以學(xué)生為主體，教師為輔，全程參與”的教學(xué)模式，改變了以往以教師為主的手把手式的教學(xué)模式，創(chuàng )造以任務(wù)定目標，學(xué)生主動(dòng)參與，自主學(xué)習的新型教學(xué)模式。
�。ㄒ唬┛茖W(xué)設計任務(wù)
要科學(xué)建立課程設計任務(wù)，就必須徹底打破學(xué)科“各自為政”的課程設計思路，增強課程設計內容與能力要求的相關(guān)性。要求在設計任務(wù)時(shí)必須考慮如下幾點(diǎn)：
1.任務(wù)目的的科學(xué)性。反應堆熱工課程設計的教學(xué)目標包含認知目標和操作目標兩個(gè)層面。認知目標主要是要求學(xué)生理解掌握反應堆熱工的基礎知識；操作目標主要是要求學(xué)生學(xué)會(huì )利用計算機技術(shù)和先進(jìn)數值計算方法，熟練開(kāi)展反應堆熱工設計，能夠發(fā)現自己的錯誤并予以改正。
2.任務(wù)的實(shí)踐性和可操作性。課程設計的實(shí)踐性和可操作性是完成設計任務(wù)的必要前提。教師在進(jìn)行任務(wù)設計時(shí)，一定要注重任務(wù)的實(shí)踐性和任務(wù)的可操作性，盡可能設計一些通過(guò)設計操作完成的教學(xué)任務(wù)的案例。比如“壓水堆堆芯單通道穩態(tài)熱工分析”這一任務(wù)，先通過(guò)分組，開(kāi)展單通道建模及模型求解，然后開(kāi)展小組內討論，及時(shí)糾正問(wèn)題，然后進(jìn)行小組比賽，最后通過(guò)小組互評和教師評價(jià)得出最后的名次，這樣的任務(wù)具有可操作性、趣味性、激勵作用。
3.任務(wù)層次感分明。由于學(xué)生學(xué)習能力存在差異，因此設計任務(wù)時(shí)應注重層次，即把一個(gè)大“任務(wù)”轉換成一個(gè)個(gè)小“任務(wù)”，同時(shí)考慮這些“任務(wù)”之間是循序漸進(jìn)、層層深入的，只有這樣，學(xué)生才能更好、更快地掌握這項技能，才能用已經(jīng)掌握的“任務(wù)”作鋪墊，學(xué)習其他更深層次的“任務(wù)”。例如“壓水堆堆芯單通道穩態(tài)熱工分析”這一任務(wù)，需要計算堆芯單通道內的溫度場(chǎng)，包括燃料芯塊溫度、包殼溫度及冷卻劑溫度。在已知穩態(tài)軸向功率分布的情況下，通過(guò)建立堆芯穩態(tài)單通道模型，依次求解得到冷卻劑溫度、包殼溫度、燃料芯塊溫度。
�。ǘ┖侠碓O置實(shí)施方案
確定好設計任務(wù)后，需要明確實(shí)施方案。在反應堆熱工課程設計教學(xué)中，通過(guò)以下幾個(gè)步驟開(kāi)展實(shí)施方案：第一步，查閱資料。學(xué)生可以利用學(xué)校圖書(shū)館及互聯(lián)網(wǎng)數據庫查閱收集與課程設計相關(guān)的資料，抓住課程設計任務(wù)的本質(zhì)，從而可以為下一步作準備，便于能夠獨立地進(jìn)行每一個(gè)工作步驟。同時(shí)，也可以將收集到的信息以個(gè)人或小組的形式準備對課程設計任務(wù)的分析。在這一教學(xué)環(huán)節結束時(shí)，教師將每人準備的答案貼在黑板上，引導學(xué)生展開(kāi)討論和交流各自的依據，明確設計任務(wù)的本質(zhì)。第二步，制定計劃。圍繞課程設計任務(wù)制定完成設計任務(wù)的.計劃，包括具體工作的日程安排。通常以書(shū)面的形式擬定工作計劃。第三步，決策實(shí)施。采用師生相互交流的方式開(kāi)展討論，就所擬定的計劃是否適合學(xué)生的實(shí)際水平、提出的解決方案是否可行以及所選擇的工具是否合適等問(wèn)題交換意見(jiàn)，作出較為合理的決策。在執行決策中，工作與檢驗互相交替，不斷反饋，調整進(jìn)度和修訂方案。以小組的形式工作，要求學(xué)生既要學(xué)會(huì )獨立思考，又要有較好的團隊合作精神。第四步，檢查分析。從兩個(gè)大的方面開(kāi)展檢查分析，一是在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中需要建立正確的數學(xué)模型，并制定可行的計算流程，在編制程序中要確保程序中結構邏輯的正確性；二是在實(shí)施終結時(shí)，將最后的計算結果進(jìn)行組內互查，及時(shí)發(fā)現自己的錯誤，再在小組之間進(jìn)行互查和老師檢查。
�。ㄈ┯行�(yōu)化評價(jià)體系
以最終的分析報告作為學(xué)生評分的最終依據的傳統評分方式，評價(jià)過(guò)程簡(jiǎn)單、評價(jià)方法單一，這種評價(jià)方式無(wú)法全面考察被評價(jià)者在動(dòng)態(tài)的、真實(shí)的背景中的綜合能力。因此，優(yōu)化課程設計評價(jià)體系意義重大�？梢酝ㄟ^(guò)采用發(fā)展性課程評價(jià)方式，提倡評價(jià)方法多樣化和融合性的方式完善評價(jià)體系。評價(jià)內容主要包括對前幾個(gè)步驟的評價(jià)、任務(wù)完成的成果的評價(jià)和學(xué)生行為的評價(jià)，如工作態(tài)度、責任心等評價(jià)。通過(guò)評價(jià)學(xué)生學(xué)到必要的技術(shù)規范，學(xué)會(huì )對自己行為做出公正的評價(jià)，同時(shí)激發(fā)他們的學(xué)習熱情。最后教師要通過(guò)學(xué)生完成任務(wù)的情況、本節應用到的知識、技能進(jìn)行總結和點(diǎn)評，讓學(xué)生理清思路，讓層次較低的學(xué)生得到提高。比如：根據規定的評價(jià)指標，采用小組互評和教師評價(jià)兩種方式評定小組成績(jì)和學(xué)生個(gè)人成績(jì)，并由教師綜合小組互評和教師評價(jià)的結果給出“小組最終成績(jì)”和“學(xué)生最終成績(jì)”肯定優(yōu)點(diǎn)，作為寶貴的經(jīng)驗。發(fā)現問(wèn)題，查找原因，提出預防措施和改正方案。不同的評價(jià)方法相互結合、取長(cháng)補短，優(yōu)勢互補，使評價(jià)結果更加客觀(guān)、公正、準確。
三、結束語(yǔ)
以我校核能與核技術(shù)工程國家級虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心為依托，采用任務(wù)驅動(dòng)法開(kāi)展對“反應堆熱工課程設計”課程教學(xué)方法的實(shí)踐探索，取得了良好的教學(xué)效果，但在采用任務(wù)驅動(dòng)法開(kāi)展其他專(zhuān)業(yè)內容的教學(xué)時(shí)，還需必須結合實(shí)際情況靈活選擇，以達到教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的最優(yōu)化。
參考文獻
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